混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生原因及防治措施

王與相

結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題是一個(gè)存在于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)領(lǐng)域普遍的質(zhì)量問(wèn)題?；炷劣不尚偷倪^(guò)程中水分被蒸發(fā)形成眾多的細(xì)小的孔隙，其受到荷載、經(jīng)歷過(guò)溫差等作用之后，孔隙就可能會(huì)連通和擴(kuò)展，最終形成人眼可見(jiàn)的裂縫。裂縫的存在和發(fā)展是混凝土內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕的原因，從而降低了鋼筋混凝土材料的承載力、耐久性以及抗?jié)B能力，最終影響建筑物的外部形狀和視覺(jué)狀態(tài)，其使用壽命也必然縮減。

只有針對(duì)其問(wèn)題所在，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，這樣才可以盡量控制裂縫的產(chǎn)生，減少裂縫的數(shù)量和減輕裂縫的寬度，規(guī)避有害裂縫的出現(xiàn)，確保建筑工程的質(zhì)量達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)。

1 混凝土結(jié)構(gòu)所存在的裂縫問(wèn)題

裂縫產(chǎn)生原因是多方面的，比如設(shè)計(jì)方面是無(wú)法回避的因素之一，施工過(guò)程的各種因素組合導(dǎo)致問(wèn)題出現(xiàn)也是其中的因素，只有從混凝土裂縫的形成原因入手，才能從根本上解決混凝土的結(jié)構(gòu)裂縫。想要達(dá)到可以控制或是減少混凝土裂縫產(chǎn)生的目的，只有正確判斷和分析混凝土裂縫形成的原因。

1)結(jié)構(gòu)裂縫。當(dāng)然目前部分現(xiàn)澆樓板的承載力基本上都可以滿足設(shè)計(jì)要求，但要注意的是當(dāng)預(yù)制多孔板變更為現(xiàn)澆板以后，就會(huì)使整個(gè)墻體的剛度逐漸增強(qiáng)，那么舊板的剛度也相對(duì)降低，這樣就會(huì)出現(xiàn)在一些截面突變處或者薄弱的部位有裂縫的情況。

2)應(yīng)力裂縫。應(yīng)力裂縫是因?yàn)楦鞣N收縮所引起的裂縫，眾所周知，存在于混凝土的硬化過(guò)程中，常常會(huì)由于水分蒸發(fā)，使得混凝土體積逐漸縮小，形成收縮狀態(tài)，從而造成現(xiàn)澆板的周邊受到支座的約束，無(wú)法自由的延伸。甚至由于收縮造成約束應(yīng)力超出限度，必然會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)澆板開(kāi)裂的情況，這些開(kāi)裂地方普遍都出現(xiàn)在應(yīng)力相對(duì)集中的地方。除此之外，在施工過(guò)程中混凝土沒(méi)有按照規(guī)定要求加以處理，在沒(méi)有達(dá)到必須的強(qiáng)度時(shí)，就提早拆模，甚至是在混凝土還沒(méi)有終凝的時(shí)候，就在其體表上增加荷載，不適宜的行為都給混凝土的樓板帶來(lái)非常嚴(yán)重的彈力變形，可見(jiàn)混凝土出現(xiàn)裂縫，必然是混凝土的早期強(qiáng)度出現(xiàn)過(guò)低或者沒(méi)有強(qiáng)度的時(shí)候，就會(huì)由其承受壓、彎和拉的應(yīng)力所致。

3)混凝土裂縫來(lái)自于塑性收縮變形，通常情況下這種裂縫大多數(shù)是相互平行的，相隔間距普遍為0.2 mm～1 mm左右，并且對(duì)應(yīng)相符合的深度。塑性收縮裂縫大多都產(chǎn)生在混凝土硬化之前，恰恰是在塑性狀態(tài)階段，主要是由于混凝土體的均勻沉降受到了部分限制。不規(guī)則深層裂縫的出現(xiàn)，是由于混凝土水平收縮比垂直方向較為困難，其原因不外乎是大的骨料、鋼筋，或者出現(xiàn)平面面積較大的混凝土。

4)溫度應(yīng)力裂縫。這種裂縫所產(chǎn)生的原因是在混凝土澆筑完畢后，凝結(jié)在內(nèi)部的熱量不易揮發(fā)，導(dǎo)致整個(gè)混凝土內(nèi)部溫度較高的情況出現(xiàn)，另外由于混凝土外表散熱的過(guò)程快速，這樣就形成了內(nèi)外溫差，一旦達(dá)到閾值，混凝土內(nèi)部開(kāi)始產(chǎn)生壓應(yīng)力，那么外部出現(xiàn)相應(yīng)的拉應(yīng)力?？梢?jiàn)一旦混凝土的表面存在較為嚴(yán)重的溫度梯度，必然會(huì)有較大的表面拉應(yīng)力出現(xiàn)，由于混凝土的齡期較短，抗拉強(qiáng)度變低，不過(guò)一旦由于溫差所致表面拉應(yīng)力超過(guò)了混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，那么混凝土的表面出現(xiàn)裂縫也是無(wú)法避免的了。

5)干縮裂縫。干燥收縮形成的主因是硬化后較長(zhǎng)的時(shí)間段逐步形成水分蒸發(fā)現(xiàn)象引起的?；炷恋母稍锸湛s大多是來(lái)自于水泥石的干燥收縮。其水分蒸發(fā)、干燥過(guò)程是自外至內(nèi)、從表至里，漸漸推進(jìn)，在混凝土非常緩慢的蒸發(fā)干燥過(guò)程中，裂縫多數(shù)在30 d以上才會(huì)產(chǎn)生，一年半載也并不為稀，另外需要補(bǔ)充的是裂縫通常發(fā)生在表層很淺的位置，非常微小。應(yīng)當(dāng)給予關(guān)注的是，干燥裂縫是會(huì)給混凝土抗?jié)B性帶來(lái)影響的，當(dāng)鋼筋銹蝕影響混凝土的耐久性的情況出現(xiàn)，在水壓力的作用下當(dāng)然也極有可能產(chǎn)生水力劈裂影響其承載力。

6)沉陷裂縫。沉陷裂縫產(chǎn)生的原因是不均勻的結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)、較為松軟，回填土沒(méi)有壓實(shí)或是大量浸水導(dǎo)致不均勻沉降情況的出現(xiàn);也可能是由于模板剛度不足，過(guò)大的支撐間距或是底部松動(dòng)的支撐所導(dǎo)致，尤其是在冬季，支撐在凍土上的模板，在凍土化凍后產(chǎn)生的壓力導(dǎo)致出現(xiàn)不均勻沉降，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)。這種裂縫大多為深進(jìn)或貫穿，其走向與沉陷相關(guān)，大多是沿與地面垂直或呈30°～45°角方向延伸，較大的沉陷裂縫，還伴隨有一定的錯(cuò)位情況發(fā)生，當(dāng)然裂縫寬度與沉降量也是成正比關(guān)系的。沉陷裂縫是伴隨地基變形進(jìn)入穩(wěn)定狀況趨于穩(wěn)定。

2 控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防措施

很多失事工程都是由于裂縫的不穩(wěn)定發(fā)展所致，只要采取有效的措施將其控制在一定的范圍之內(nèi)，就不會(huì)造成危害。在設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)盡量采取有效措施控制裂縫產(chǎn)生，使結(jié)構(gòu)盡可能不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，從而確保工程質(zhì)量，下面略舉幾項(xiàng)。

2.1 力學(xué)裂縫控制策略

在力學(xué)裂縫的控制上，可以采取表面處理法和填充法，涂抹和貼補(bǔ)是表面處理的兩種方法，較為困難灌入漿材的細(xì)淺裂縫適合采用表面涂抹，深度沒(méi)有達(dá)到鋼筋表面的、不漏水的，不伸縮的以及不再活動(dòng)的各種細(xì)小裂縫也可以采用這種處理方法。大面積漏水的防滲堵漏適合采用表面貼補(bǔ)法。填充法是采用合適的修補(bǔ)材料來(lái)進(jìn)行填充裂縫，適用于寬度較大的裂縫，當(dāng)有小于0.3 mm的裂縫，或者裂縫中有充填物的時(shí)候，也可以采用填充處理。

2.2 塑性收縮裂縫控制策略

1)嚴(yán)格控制水灰比，摻加高效減水劑來(lái)增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥和水的用量。

2)選擇使用干縮值較小，有著較高早期強(qiáng)度的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。

3)在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽(yáng)和擋風(fēng)設(shè)施，在混凝土終凝之前進(jìn)行早期保濕和養(yǎng)護(hù)，防止水分過(guò)分蒸發(fā)，形成內(nèi)外硬化不均勻和異常收縮引起裂縫。

4)將基層和模板澆水均勻濕透是澆筑混凝土之前必要的步驟;另外要及時(shí)給混凝土鋪上塑料薄膜、潮濕的草墊或是麻片等，這樣才可以保持混凝土在終凝前始終是表面濕潤(rùn)，另外在混凝土表面進(jìn)行噴灑養(yǎng)護(hù)也是可以采用的方法。

2.3 溫度裂縫的控制策略

1)直接加入原狀或磨細(xì)了的粉煤灰，這樣可以使得混凝土中水泥水化熱降低，絕熱條件下的升溫減少。外加劑起到了減水和分散作用，起到了降低用水量、提高強(qiáng)度、降低水化熱、推遲放熱峰出現(xiàn)的時(shí)間這四個(gè)作用，大大降低了溫度裂縫發(fā)生的可能。2)盡量選用中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥，充分利用混凝土后期強(qiáng)度，以減少水泥用量。3)嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)和澆筑溫度。在這個(gè)過(guò)程中，最為合適的方法是通過(guò)降低石子溫度達(dá)到目的，原因是石子在混凝土所有的材料中比熱最小，同時(shí)重量最大。當(dāng)出現(xiàn)氣溫較高的情況，為了避免太陽(yáng)直射，我們可以采取在砂石場(chǎng)搭設(shè)簡(jiǎn)易遮陽(yáng)棚的措施，需要時(shí)可向集料噴淋霧狀水，也可以使用前用冷水沖洗集料。4)大體積混凝土的溫度應(yīng)力與結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力越大，因此要合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。同時(shí)預(yù)留溫度收縮縫。5)加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸取ｐB(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土的收縮影響很大。環(huán)境相對(duì)濕度越低，風(fēng)速越大，高空澆灌越容易引起開(kāi)裂。同時(shí)在潮濕條件下，可使水泥的水化充分、完全，從而提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。

3 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的處理

1)表面處理法。表面涂抹適用于深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫、漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫、不伸縮的裂縫、不漏水的裂縫以及不再活動(dòng)的裂縫這幾種情況。大面積漏水的防滲堵漏適合采用表面補(bǔ)貼法。2)填充法。對(duì)于裂縫直接采用修補(bǔ)材料填充，主要適用范圍是修補(bǔ)0.3 mm以上的裂縫，優(yōu)點(diǎn)是作業(yè)簡(jiǎn)單以及所耗較低的費(fèi)用。當(dāng)面對(duì)小于0.3 mm的寬度，較淺深度的裂縫，以及小規(guī)模裂縫這兩種情況，通過(guò)開(kāi) V形槽這種建議處理方法，之后再采用填充處理。3)灌漿法。小至細(xì)微裂縫，大到大的裂縫均可采用灌漿法，這種方法的處理效果是很好的。4)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。由于超荷載所產(chǎn)生的裂縫、長(zhǎng)時(shí)間不處理的裂縫所導(dǎo)致的耐久性降低、由于火災(zāi)原因造成裂縫多種因素影響了混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，這種情況通?？梢圆扇〗Y(jié)構(gòu)、錨固補(bǔ)強(qiáng)法以及預(yù)應(yīng)力法等多種方法。5)混凝土置換法。給混凝土帶來(lái)了嚴(yán)重破壞這種情況發(fā)生時(shí)，需要先剔除損壞的混凝土，然后置入新的混凝土或是其他材料。普通混凝土或聚合物混凝土是常用的置換材料。標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該選取高一級(jí)標(biāo)號(hào)的混凝土進(jìn)行澆筑。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)混凝土產(chǎn)生裂縫的多種成因進(jìn)行分析，可以得出混凝土裂縫的產(chǎn)生是可控和可預(yù)防的結(jié)論。造成混凝土開(kāi)裂的因素有很多，這里就不再一一列舉。在混凝土施工的過(guò)程中需要靠技術(shù)員多觀察、比較，出現(xiàn)問(wèn)題后多分析和總結(jié)，通過(guò)查找資料，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，做到減少混凝土表面裂縫的產(chǎn)生、降低裂縫產(chǎn)生的幾率，只有這樣我們才可以有效地避免出現(xiàn)混凝土類似于貫通性裂縫這類有害裂縫，從而真正做到提高混凝土施工技術(shù)水平。

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